cpp学习笔记(3)

循环，条件与分支

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这个东西老生常谈了，我本来没有看的欲望，但是有一道题目很有意思，在此记录：

从 1 开始，向上计数，将任何只能被 3 整除的数字替换为“fizz”一词，将任何只能被 5 整除的数字替换为“buzz”一词，将任何可被 3 和 5 整除的数字替换为“fizzbuzz”一词，如果还可被7整除，那么替换为“fizzbuzzpop”。

首先，介绍一个名词：分支预测。

简单来说，现代CPU在进行多分支的判断（if-else）的时候，其实会去猜程序下一步的路径，如果猜对了，那么效率会提升；如果猜错了，那么只能把流水线上面的内容清空，然后重新执行指令。

所以无论如何，应该尽量避免写if-else。

题目给出的答案是这么写的：

// h/t to reader Waldo for suggesting this quiz
#include <iostream>

void fizzbuzz(int count) {
    for (int i{1}; i <= count; ++i) {
        bool printed{false};
        if (i % 3 == 0) {
            std::cout << "fizz";
            printed = true;
        }
        if (i % 5 == 0) {
            std::cout << "buzz";
            printed = true;
        }
        if (i % 7 == 0) {
            std::cout << "pop";
            printed = true;
        }

        if (!printed)
            std::cout << i;

        std::cout << '\n';
    } // end for loop
}

int main() {
    fizzbuzz(150);

    return 0;
}

能运行吗？能，优雅吗？我不太满意。

所以说，有没有一个办法，不同于这个思路，同时又能更计算机一点？

评论区的思路：

#include <iostream>

void fizzbuzz(int n)
{
  for (int i{ 1 }; i <= n; i++)
  {
    int f = (i%7 == 0)*4 + (i%5 == 0)*2 + (i%3 == 0);
    switch (f)
    {
    case 0:
      std::cout << i;
      break;
    case 1:
      std::cout << "fizz";
      break;
    case 2:
      std::cout << "buzz";
      break;
    case 3:
      std::cout << "fizzbuzz";
      break;
    case 4:
      std::cout << "pop";
      break;
    case 5:
      std::cout << "fizzpop";
      break;
    case 6:
      std::cout << "buzzpop";
      break;
    case 7:
      std::cout << "fizzbuzzpop";
      break;
    }
    std::cout << '\n';
  }
  return;
}

int main()
{
  fizzbuzz(22);
}

这个方法非常巧妙，把每一个分支映射到了一个二进制的向量空间上面，这将会极大的提高性能，因为对于CPU来说，移位操作是原生的。但是，带来的就是更多相似字符串的重复占用，不知道这是不是良好的实践呢？

如果还想减少的话，还是用if来去测试位，不过这样又引入了分支。

其实这么用的地方还是很多的，POSIX的权限就是个例子。但是，用的时候就是想不到啊！

标准输出，标准错误和标准输入

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这三者是这样的:

类型转换

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数值提升(numberic promotion):

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同类型，把一个更短的类型转换成一个更长的类型，安全，不会造成精度丢失。

只有两条路径：

1. bool，有/无负号的短整形，字符型->int->unsigned int
2. float->double

注意，从int到long不是提升，是转换。

数值转换(numberic conversion):

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基本类型的转换，包括：

窄化(narrowing conversion)：长的类型转化成一个更短的类型，在{}中不被允许。

但是constexpr是允许的，因为是编译时求值，所以实际上是截断不是转化。

算术转换(arithmetic conversion):

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对基本算术操作符两端的不同类型进行转换，有些规则：

1. 整数转浮点。
2. 对于无符号/有符号：

• 如果没超过有符号上限，那就转换成有符号。
• 超过了，那就转换成无符号。

static_cast在编译时检查（类型在编译时是确定的），dynamic_cast在运行时检查。

不建议使用C-Style的转换，因为他可能使用上面中的任意一个以及const_cast。

auto

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对于auto来说，必须要先确定得到的结果是什么，才能做推断,不能对没有初始化值的变量做推断。

在用std::cin的时候，给的类型是istream，所以自动推断会推出这个类型，肯定不是你想要的结果。

auto不会保留const的修饰，所以如果需要保留，用const auto。

auto的尾随返回值

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这其实一点都不auto，只是为了让函数名对齐，然后用->给出返回类型罢了。

auto add(int x, int y) -> int;
auto divide(double x, double y) -> double;
auto printSomething() -> void;
auto generateSubstring(const std::string &s, int start, int len) -> std::string;